木竹材碳基三元复合电极材料三维孔道构筑机制及构效关系研究

基本信息
批准号:51403190
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:陈浩
学科分类:
依托单位:浙江农林大学
批准年份:2014
结题年份:2017
起止时间:2015-01-01 - 2017-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:沈哲红,刘铎,童宏拓,魏金光,李雪涛
关键词:
金属(氢)氧化物木竹材超级电容器三维多孔碳导电聚合物
结项摘要

The development of hybrid supercapacitors is one of the important methods to meet current demand for electric energy storage and environmental pollution reduction. However, there are some shortages for present carbon-metal oxide/hydroxide-conductive polymer based ternary composite supercapacitor electrode materials. For examples, some carbon materials are prepared with the relatively high cost. The deposition control of some metal oxides/hydroxides and conductive polymers are not ideal. The three-dimensional structure and morphology of some composite materials are unsatisfactory. Therefore, the applicants plan to replace the carbon materials in typical carbon-metal oxide/hydroxide-conductive polymer ternary composites with porous carbon materials derived from wood and bamboo, and investigate the formation mechanisms of three-dimensional hierarchical porous structure and the structure-performance relationships of ternary composite supercapacitor electrode materials. Through the implementation of this research plan, the formation mechanisms of three-dimensional hierarchical porous structure of ternary composites can be obtained. A comprehensive analysis of structure-performance relationships, between the microstructure with macroscopic properties and the capacitance performance of ternary composites, can be achieved. The new fabrication methods of wood and bamboo derived carbon-metal oxide/hydroxide-conductive polymer ternary composite supercapacitor electrode materials, with high-performance and low-cost, can be developed.

发展复合型超级电容器是满足当前电能储存需求、缓解环境污染的重要方法之一。但是,当前碳/金属(氢)氧化物/导电聚合物三元复合型超级电容器电极材料中存在碳基材料制备成本相对较高、金属(氢)氧化物和导电聚合物沉积控制不够理想、复合材料三维形貌结构欠佳等问题,因此申请人提出以木竹材基多孔碳替代典型碳/金属(氢)氧化物/导电聚合物三元复合材料中的碳材料,探索木竹材碳/金属(氢)氧化物/导电聚合物三元复合超级电容器电极材料三维层次孔道构筑机制和构效关系的研究。通过本项目研究,阐明三元复合材料三维层次孔道拓扑结构的构筑机制,揭示三元复合材料微观结构、宏观性质与电容性能之间的构效关系,发展高性能低成本木竹材基碳/金属(氢)氧化物/导电聚合物三元复合超级电容器电极材料制备的新路线。

项目摘要

超级电容器是一类重要的电能存储器件,其电容性能主要取决于电极材料。碳材料和碳基复合材料是目前最具应用潜力的两类超级电容器电极材料。但这两类材料目前存在制作成本高、原材料资源匮乏、不可持续再生等问题。本研究以低成本、易获得、可持续再生的木竹材、银杏叶等生物质材料作为原料制备碳材料,从而降低了复合材料的成本;通过水热元素掺杂方法提升生物质碳的电化学活性和表面亲和力,从而获得了电化学活性优异、易于赝电容材料表面沉积的元素掺杂多孔碳材料;采用元素掺杂碳材料作为基底材料,利用碳材料表面杂原子出色的结合力,通过化学浴、水热反应、低温氧化聚合等方法原位均匀地负载了金属(氢)氧化物和导电聚合物,制备了与同类材料性能相当甚至超越的碳/金属(氢)氧化物和碳/导电聚合物复合材料。因此,以可再生生物质为原料,通过碳化、活化、掺杂方法制备高活性多孔碳材料,再以之作为支撑骨架均匀沉积赝电容材料制备碳基复合材料,是制作高性能低成本碳基复合超级电容器电极材料的可行策略。本研究的结果为复合型超级电容器电极材料的实用化发展和生物质资源的高附加值利用提供了有意义的借鉴。相关研究结果已申请中国发明专利4项,其中2项已授权,在SCI期刊以上发表5篇SCI论文,另有2篇研究论文已投稿至SCI期刊正在评审,相关论文合计被引用超过95次(基于google scholar)。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

DOI:10.17521/cjpe.2019.0351
发表时间:2020
2

中国参与全球价值链的环境效应分析

中国参与全球价值链的环境效应分析

DOI:10.12062/cpre.20181019
发表时间:2019
3

疏勒河源高寒草甸土壤微生物生物量碳氮变化特征

疏勒河源高寒草甸土壤微生物生物量碳氮变化特征

DOI:10.5846/stxb201912262800
发表时间:2020
4

高压工况对天然气滤芯性能影响的实验研究

高压工况对天然气滤芯性能影响的实验研究

DOI:10.11949/0438-1157.20201260
发表时间:2021
5

生物炭用量对东北黑土理化性质和溶解有机质特性的影响

生物炭用量对东北黑土理化性质和溶解有机质特性的影响

DOI:10.19336/j.cnki.trtb.2020112601
发表时间:2021

陈浩的其他基金

批准号:48900001
批准年份:1989
资助金额:2.50
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61805257
批准年份:2018
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11601367
批准年份:2016
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:U1860109
批准年份:2018
资助金额:52.00
项目类别:联合基金项目
批准号:31500405
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11301575
批准年份:2013
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11574347
批准年份:2015
资助金额:73.00
项目类别:面上项目
批准号:41101405
批准年份:2011
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31772178
批准年份:2017
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:71904180
批准年份:2019
资助金额:18.50
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31702233
批准年份:2017
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81802322
批准年份:2018
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51508535
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81102067
批准年份:2011
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61805194
批准年份:2018
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61472132
批准年份:2014
资助金额:83.00
项目类别:面上项目
批准号:31872691
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:41371155
批准年份:2013
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:31100841
批准年份:2011
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51501099
批准年份:2015
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51872107
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:91013009
批准年份:2010
资助金额:50.00
项目类别:重大研究计划
批准号:51572101
批准年份:2015
资助金额:64.00
项目类别:面上项目
批准号:61771170
批准年份:2017
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:30970884
批准年份:2009
资助金额:8.00
项目类别:面上项目
批准号:61101184
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81871039
批准年份:2018
资助金额:56.00
项目类别:面上项目
批准号:61272190
批准年份:2012
资助金额:81.00
项目类别:面上项目
批准号:51901107
批准年份:2019
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81401103
批准年份:2014
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:20903070
批准年份:2009
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81300279
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81501657
批准年份:2015
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61102159
批准年份:2011
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51608251
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61772183
批准年份:2017
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:31000742
批准年份:2010
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81771984
批准年份:2017
资助金额:50.00
项目类别:面上项目
批准号:21778032
批准年份:2017
资助金额:64.00
项目类别:面上项目
批准号:21071077
批准年份:2010
资助金额:15.00
项目类别:面上项目
批准号:61772190
批准年份:2017
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:81871202
批准年份:2018
资助金额:56.00
项目类别:面上项目
批准号:51305252
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61775088
批准年份:2017
资助金额:16.00
项目类别:面上项目
批准号:40471085
批准年份:2004
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:51404239
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11526147
批准年份:2015
资助金额:3.00
项目类别:数学天元基金项目
批准号:51704303
批准年份:2017
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81671432
批准年份:2016
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:60703096
批准年份:2007
资助金额:7.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11274144
批准年份:2012
资助金额:86.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

锂空气电池碳基正极的三维复刻构筑和构效关系研究

批准号:21673169
批准年份:2016
负责人:肖亮
学科分类:B0905
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
2

新型多孔碳基复合相变储能材料的结构与热性能构效关系研究

批准号:21603092
批准年份:2016
负责人:孔玉霞
学科分类:B0303
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
3

锂空气电池氧电极构效关系及三维化研究

批准号:21573167
批准年份:2015
负责人:肖丽
学科分类:B0205
资助金额:66.00
项目类别:面上项目
4

孔道修饰的纳米MOFs功能材料的合成和"构-效"关系研究

批准号:21171093
批准年份:2011
负责人:朱敦如
学科分类:B0102
资助金额:65.00
项目类别:面上项目